Mutaciones II

Os he traducido y narrado un  par de vídeos del DNA Learning Center, del Cold Srping Harbor Laboratory sobre las mutaciones.

Mutaciones I

Las mutaciones son cambios en la información contenida en el material genético. Os dejo una presentación sobre las mismas así como un completo mapa conceptual e información sobre los mutágenos (sustancias responsables de la aparición de mutaciones).

Ver a pantalla completa

Ver MAPA CONCEPTUAL DE LAS MUTACIONES

The Beatles y el flujo de la información genética

A primera vista es imposible pensar en relación alguna entre el cuarteto de Liverpool y la Genética, sin embargo la retorcida mente de un profe puede encontrarla para poder explicar la importancia de los procesos que convierten la información genética contenida en la secuencia de bases del ADN  en la secuencia de aminoácidos que forma una proteína.

Vayamos por partes, dos son los procesos que se llevan a cabo en flujo de la información genética: la transcripción, o paso de la información de ADN a ARN (mensajero), y la traducción, o paso de la información de ARN a proteínas. El primer paso es mucho más simple puesto que el mensaje original así como la copia están realizados en dos tipos de ácidos nucleicos, ADN y ARN, o lo que es lo mismo en secuencias de bases nitrogenadas, que en el primer caso son 4 (Adenina; Timina; Citosina; Guanina), y en el segundo también (Adenina; Uracilo; Citosina; Guanina). La diferencia entre ambos mensajes será muy pequeña, la que resulta de sustituir la Timina del ADN por el Uracilo, del ARN. Es al fin y al cabo un cambio de alfabeto.

Conocemos muchos alfabetos distintos, que sirven para innumerables formas de comunicarnos; con una sencilla guía podemos pasar un mensaje de uno a otro, adjunto aparece el alfabeto semáforo internacional, que sirve para para transmitir mensajes mediante dos banderas que el marinero coloca en distintas posiciones con sus brazos. Cada postura se asocia con una letra o número. Es fácil, incluso divertido: una palabra de cuatro letras se sustituye por cuatro movimientos de banderas y ya está.
Volviendo al caso genético, el mensaje AGTC en ADN sería transcrito como  AGUC en ARN. Permitidme recordar que el término transcribir tiene su origen en la lingüística y significa escribir con un sistema de caracteres lo que está escrito en otro.

De nuevo en las banderas, el problema surge cuando los mensajes con el semáforo está escrito en otro idioma distinto al nuestro, es decir cuando un marinero inglés nos haga señales, por ejemplo; por mucho que usemos el gráfico de arriba, si no sabemos inglés o no tenemos a mano un diccionario, no entenderemos el mensaje y tendremos que buscar a alguien que nos haga la traducción (es decir pasar de un idioma a otro).

Ese es el problema que surge cuando el mensaje genético, contenido en el ARN mensajero, ha de convertirse en una proteína. Ya no vale la sustitución de una base nitrogenada por un aminoácido, ya que sabemos que existen sólo cuatro bases y son veinte los tipos de aminoácidos distintos: no hay un cambio de alfabeto, hay un cambio de idioma.

Y aquí es donde encajan The Beatles: Este famosísimo grupo sacó en 1965 su quinto album, con el nombre de HELP!, en cuya portada aparecen John, Paul, George y Ringo en posiciones del alfabeto semáforo. La palabra que da nombre al album tiene cuatro letras y cuatro son los correspondientes signos representados. La idea fue del fotógrafo de la portada y tuvo éxito, con sólo mirar la coreografía se sabe el nombre del disco, si es que conocemos el lenguaje del semáforo marítimo...y conocemos la lengua de Shakespeare. Hay que dar dos pasos para interpretar las posturas:

1. Transcribir las posiciones a letras (fácil con la tablita de arriba).
2. Traducir la palabra obtenida al castellano (más complejo, tirando de diccionario si no se sabe inglés).

La palabra resultante, AYUDA, tiene hasta un número de letras distinta de la inicial, el paso mecánico de la transcripción da paso a algo que es menos evidente, que HELP es AYUDA, como KEY es LLAVE, si no disponemos del diccionario.

Así, se hace necesario un diccionario que convierta el mensaje del ARN en proteínas, y ese es el llamado Código Genético, que asigna a cada conjunto de tres bases del ARN un aminoácido (ej: AUG es Metionina). De su decubrimiento y de cómo se usa hablaremos otro día.

Espero, después de tanta monserga, que haya logrado poder explicarme y de paso hayáis conocido algo más de uno de los grandes grupos del siglo XX.

Os dejo también un vídeo con la canción que le da nombre al disco.

¡Ah, se me olvidaba!, después de tanta historia con la portada, resulta que al final al fotógrafo no le convenció cómo quedaban las posturas de los músicos y las sustituyó por letras que quedaban mejor en la foto: al final el mensaje escrito es el que aparece a continuación. ¡Paradojas del mundo del diseño!.

FLUJO DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA (IV): Traducción

Os dejo una animación que ilustra la traducción o síntesis de proteínas así como un vídeo para su mejor comprensión. También os dejo la imagen de un polisoma, que es la estructura microscópica que se puede observar cuando varios ribosomas traducen simultáneamente un ARNm.

En este segundo vídeo se pueden contemplar la transcripción y traducción.

Polisomas

FLUJO DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA (III): Transcripción.

Aquí tenéis una visión muy esquemática de la transcripción, el proceso de síntesis de un ARN mensajero que lleva la información de un gen. Este proceso se realiza en el nucleoplasma.

Otra animación, en la que se muestra los lugares del ADN que indican a la ARN polimerasa dónde debe iniciar y concluir la transcripción.

!!!Y otra más!!!. Ver la animación de John Kyrk sobre la transcripción

FLUJO DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA (II): LA REPLICACIÓN

Aquí tenéis una visión muy esquemática de la replicación; observad cómo cada cadena se lee en un sentido distinto pues recordad que las cadenas son antiparalelas. Los nucleótidos están disueltos en el nucleoplasma, pues este proceso tiene lugar en el núcleo durante la fase S de la Interfase.

Os dejo también un video en el que se explica el proceso

FLUJO DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA (I): El dogma Central de la Biología Molecular

TOMADO DE WIKILLERATO

El conocido como Dogma central de la Biología Molecular fue enunciado por Francis Crick en 1958 (5 años después de que revelase la estructura de la doble hélice), y establece que la información genética fluye en la dirección ADN->ARN->proteínas.

El Dogma central funciona en la inmensa mayoría de los organismos. Sin embargo, el estudio de ciertos tipos de virus permitió encontrar algunas excepciones muy significativas:

- Ciertos tipos de virus son capaces de cerrar su "ciclo vital" sin utilizar el ADN, sino mediante un proceso de copia de su molécula de ARN a otra complementaria a la primera, y así sucesivamente. Este proceso se denomina replicación, por analogía al que se produce en el ADN. La constatación de este fenómeno, aunque parezca un detalle menor, dio soporte a la hipótesis conocida como Mundo de ARN, que sostiene que las primeras moléculas informativas que aparecieron a lo largo del proceso de evolución biológica fueron de ARN, mientras que el ADN sería algo así como un mecanismo de copia de seguridad, derivado del ARN.

- Los retrovirus, grupo al que pertenece el virus que produce el SIDA, o los de las verrugas, poseen también ARN como molécula informativa pero, a diferencia del resto de los virus de ARN, cuando infectan una célula utilizan una proteína específica para copiar su ARN en ADN. Este proceso se denomina retrotranscripción.

Con estas dos modificaciones, el esquema del flujo de la información genética quedaría como se muestra en la siguiente imagen:

Tipos de ARN

Os dejo también dos esquemas de la estructura bi y tridimensional del ARNt, el único que las presenta, dado que tiene zonas de su cadena que establece enlaces débiles (puentes de hidróegeno) con otras zonas de la misma.

ADN

El ADN (o DNA en inglés) es un polinucleótido que tiene las siguientes caracteeísticas:

• Su azúcar es la desoxirribosa.
• Está formado por dos cadenas de polidesoxirribonucleótidos que van en sentido contrario (se dice por ello que las cadenas son antiparalelas).
• Su estructura tridimensional es la de una doble hélice donde la secuencia desoxirrobosa-fosfato se encuentra en el exterior (esqueleto de azúcar fosfato) y las bases nitrogenadas en el interior.
• Las dos cadenas se encuentran unidas por sus bases nitrogenadas ya que entre la Adenina y la Timina se pueden establecer unos enblaces químicos débiles llamados puentes de hidrógeno, y de igual manera entre la Citosina y la Guanina.
• Ver el par Adenina-Timina (AT).
• Ver el par Citosina-Guanina (GC).
• El sentido de cada cadena de polidesoxirribonucleótidos viene marcado por los extremos que quedan libres en cada cadena (en cada una queda libre un grupo fosfato [extremo 5'] y una desoxirribosa libre [extremo 3']. 

Ver molécula de ADN interactiva 

Ver una magnífica página interactiva (en inglés) sobre el ADN.

ADN vs ARN